Name: automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay
Uploaded: 2017-07-13T14:00:00
Duration: 9 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay at JoVE.com

Några stammar tillhandahölls av Caenorhabditis Genetics Center (CGC), som finansieras av NIH Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440). Detta arbete stöds av Howard Hughes Medical Institute, med vilket PWS är en utredare.

<ol>
	<li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+nervous+system+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314, 1-340 (1986).</li><li>Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemosensory+neurons+with+overlapping+functions+direct+chemotaxis+to+multiple+chemicals+in+C.+elegans.">Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans.</a> Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).</li><li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans.">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Cell. 74 (3), 515-527 (1993).</li><li>Hilliard, M. A., Bargmann, C. I., Bazzicalupo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+responds+to+chemical+repellents+by+integrating+sensory+inputs+from+the+head+and+the+tail.">C. elegans responds to chemical repellents by integrating sensory inputs from the head and the tail.</a> Curr Biol. 12 (9), 730-734 (2002).</li><li>Hilliard, M. A., Bergamasco, C., Arbucci, S., Plasterk, R. H., Bazzicalupo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worms+taste+bitter:+ASH+neurons,+QUI-1,+GPA-3+and+ODR-3+mediate+quinine+avoidance+in+Caenorhabditis+elegans.">Worms taste bitter: ASH neurons, QUI-1, GPA-3 and ODR-3 mediate quinine avoidance in Caenorhabditis elegans.</a> EMBO J. 23 (5), 1101-1111 (2004).</li><li>Zariwala, H. A., Miller, A. C., Faumont, S., Lockery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Step+response+analysis+of+thermotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Step response analysis of thermotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> J Neurosci. 23 (10), 4369-4377 (2003).</li><li>Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+by+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+identification+of+attractants+and+analysis+of+the+response+by+use+of+mutants.">Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 70 (3), 817-821 (1973).</li><li>Wicks, S. R., de Vries, C. J., van Luenen, H. G., Plasterk, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CHE-3,+a+cytosolic+dynein+heavy+chain,+is+required+for+sensory+cilia+structure+and+function+in+Caenorhabditis+elegans.">CHE-3, a cytosolic dynein heavy chain, is required for sensory cilia structure and function in Caenorhabditis elegans.</a> Dev Biol. 221 (2), 295-307 (2000).</li><li>Jansen, G., Weinkove, D., Plasterk, R. H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+G-protein+subunit+gpc-1+of+the+nematode+C.+elegans+is+involved+in+taste+adaptation.">The G-protein subunit gpc-1 of the nematode C. elegans is involved in taste adaptation.</a> EMBO J. 21 (5), 986-994 (2002).</li><li>Srinivasan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+blend+of+small+molecules+regulates+both+mating+and+development+in+Caenorhabditis+elegans.">A blend of small molecules regulates both mating and development in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 454 (7208), 1115-1118 (2008).</li><li>Choe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ascaroside+signaling+is+widely+conserved+among+nematodes.">Ascaroside signaling is widely conserved among nematodes.</a> Curr Biol. 22 (9), 772-780 (2012).</li><li>Ezcurra, M., Tanizawa, Y., Swoboda, P., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+sensitizes+C.+elegans+avoidance+behaviours+through+acute+dopamine+signalling.">Food sensitizes C. elegans avoidance behaviours through acute dopamine signalling.</a> EMBO J. 30 (6), 1110-1122 (2011).</li><li>Ward, A., Liu, J., Feng, Z., Xu, X. Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-sensitive+neurons+and+channels+mediate+phototaxis+in+C.+elegans.">Light-sensitive neurons and channels mediate phototaxis in C. elegans.</a> Nat Neurosci. 11 (8), 916-922 (2008).</li><li>Kunitomo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+memory-dependent+synaptic+plasticity+of+a+taste+circuit+regulates+salt+concentration+chemotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Concentration memory-dependent synaptic plasticity of a taste circuit regulates salt concentration chemotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> Nat Commun. 4, 2210 (2013).</li><li>Snow, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+anterograde+intraflagellar+transport+motors+cooperate+to+build+sensory+cilia+on+C.+elegans+neurons.">Two anterograde intraflagellar transport motors cooperate to build sensory cilia on C. elegans neurons.</a> Nat Cell Biol. 6 (11), 1109-1113 (2004).</li><li>Tobin, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+expression+of+TRPV+channel+proteins+defines+their+sensory+functions+and+subcellular+localization+in+C.+elegans+neurons.">Combinatorial expression of TRPV channel proteins defines their sensory functions and subcellular localization in C. elegans neurons.</a> Neuron. 35 (2), 307-318 (2002).</li><li>Waggoner, L. E., Zhou, G. T., Schafer, R. W., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+alternative+behavioral+states+by+serotonin+in+Caenorhabditis+elegans.">Control of alternative behavioral states by serotonin in Caenorhabditis elegans.</a> Neuron. 21 (1), 203-214 (1998).</li><li>Sawin, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Genetic and cellular analysis of modulated behaviors in Caenorhabditis elegans. , (1996).</li><li>Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L., Carnell, L., Goodman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+parallel+worm+tracker:+A+platform+for+measuring+average+speed+and+drug-induced+paralysis+in+nematodes.">The parallel worm tracker: A platform for measuring average speed and drug-induced paralysis in nematodes.</a> PLoS One. 3 (5), e2208 (2008).</li><li>Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+behavioral+analysis+in+C.+elegans.">High-throughput behavioral analysis in C. elegans.</a> Nat Methods. 8 (7), 592-598 (2011).</li></ol>

Författarna har ingenting att avslöja.

Ett kritiskt steg i protokollet är att försäkra sig om att analysplattorna har en jämn torrhet över olika experimentella dagar. Olika torrnivåer resulterar i olika diffusionshastigheter för lösningen i agar och följaktligen variationer i beteendeutfall. Analysplattor bör därför alltid göras färsk på eftermiddagen före experiment. Antalet maskar som testas per analys bör också regleras för att underlätta jämförelsen mellan behandlingar. Som referens lägger en vildtypsmask 4-10 ägg / h i genomsnitt som ger 360 maskar per analys om ormsynkroniseringsprotokollet ovan följs 17 . Om vissa mutantstammar är äggläggande defekta, välj mer gravida vuxna maskar för äggläggning för att nå målantalet avkomma. Ett annat viktigt steg i protokollet är att hantera maskar försiktigt under tvättprocessen och maskplaceringen. Ormar är känsliga för mekaniska stimuli, vilket framkallar stressresponser en sådan<html> S reverseringar och äggläggningsinhibering 18 . Vidare bör man se till att avkastningen definieras exakt och för att bestämma det optimala tröskelkonstantvärdet för specifika ljusförhållanden innan man går vidare med videoanalysen. Det rekommenderas också att kalibrerings- och tröskelprocesserna upprepas om en längre tidsperiod har gått sedan det senaste experimentet kördes. En begränsning av denna metod är att den inte är lämplig för att analysera små maskpopulationer. Om lämpliga kontroller för att bestämma inflytandet av närvaro av mat på det sensoriska beteendet utförs, är det emellertid möjligt att utnyttja mat för att begränsa maskens rumsförforskande plats såsom i retentionsanalysen med denna inställning. Dessutom är denna metod inte avsedd att studera stimulansgradientnavigering på grund av närheten och små mängder av kontroll- och experimentella lösningsdroppar som används. E_content &quot;&gt; I framtiden kan programmeringsprogramvaran som möjliggör spårning av flera maskar och extraktionsmoment med extraordinära funktioner integreras i detta system 19 , 20. Inspelning av subtila beteendeparametrar för enkelmaskuppförande som omkastningshastigheter och amplitud av kroppsböjningar kommer att ge En mer detaljerad bild av en enskild masks kemosensoriskt beteende i samband med en populationbaserad analys. Analysen kan också modifieras för att studera omvårdnad genom att köra hål genom ROI med hjälp av sprutnålar med lämplig mätstorlek och fylla hålen med agarinfunderad Med försöksföreningen eller kontrollbufferten. Detta kommer att säkerställa en mer konsekvent ytkoncentration av föreningen under en längre tid av inspelningstiden, vilket är nödvändigt vid provningsstudier. En annan potentiell tillämpning av denna metod är att genomföra jämförande beteendestudier över olika nematodsarter. Dessutom uppförandekammarenKan modifieras på flera sätt för att studera beteendemässiga svar på multimodala stimuli. För optogenetiska applikationer kan högintensiva LED-arrays anslutas bredvid kamerafästet för att selektivt aktivera neuroner av intresse under analysen. Värmeelement, kylsystem och temperaturgivare kan också läggas till inställningen för att studera temperaturens effekter på sensoriska beteenden. Dessutom kan luktleveranssystem installeras inuti kammaren för att undersöka växelverkan mellan luktsensor och kemosensoriska modaliteter.

Foderdjur måste integrera ingångar från flera sensoriska modaliteter och välja lämpliga beteendestrategier för att lyckas navigera i sin miljö. Förstå hur externa sensoriska ingångar tas emot och omvandlas till neural information för att styra åtgärdsval är ett centralt mål inom neurobiologi. Den genetiskt skurbara nematoden, C. elegans , är en attraktiv modellorganisme för att studera neurala mekanismer som ligger bakom sensorisk biologi och multimodal integration. Även om C. elegans har endast 302 neuroner kan den upptäcka och diskriminera mellan en mängd olika miljöstimuler inklusive lösliga föreningar, flyktiga luktmedel och omgivande temperatur 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . DeNematode C. elegans är starkt beroende av sin kemosensoriska apparat för att lokalisera livsmedelskällor och att varna sig för potentiella hot. Sålunda spelar beteendeanalyser som utformats för att skärma svaren av vildtyp och mutant C. elegans till kemiska stimuli en avgörande roll för att dissekera de genetiska, cellulära och neurala mekanismerna som ligger till grund för C. elegans anmärkningsvärda sensoriska förmåga. För att analysera svaret på lösliga föreningar har tre typer av analyser beskrivits - dropptestet, kemotaxisanalysen och retentionsanalysen. I dropptestet placeras en liten droppe av föreningen i svansen på en rörlig mask och maskens beslut att vända eller flytta framåt när vätskan når den främre sensoriska apparaten är poäng 4 . Dropptestet kräver liten experimentell beredning och är användbar när maskstorlekens provstorlek är liten, som i fallet med laserstyrda maskar. Men som en enda maskKan analyseras i taget och experimenten måste vara närvarande under hela analysens varaktighet, kan dropptestet vara tidskrävande. Dropptestet är också sårbart för variationer i droppleverans mellan varje mask i ett prov, vilket kan påverka det totala resultatet av analysen. En annan begränsning av dropptestet är att den endast kan användas för att analysera maskens svar på aversiva föreningar, eftersom det inte är möjligt att diskriminera mellan en attraktiv eller neutral effekt av föreningen från maskens framåtriktade rörelse. Kemotaxisanalysen för lösliga föreningar innefattar allmänt att en agarplatta delas in i fyra kvadranter, varvid den experimentella lösningen blandas i agar av två motstående kvadranter och kontrolllösningen blandas i de andra två kvadranterna 8 , 9 . Vid analysens början placeras en droppe buffert innehållande maskar i mitten av plattan och antalet maskar i<html> Varje kvadrant görs på olika tidspunkter. Chemotaxis-analysen ger större statistisk effekt jämfört med dropptestet, eftersom ett stort antal maskar testas vid varje analys. En begränsning av denna metod är emellertid att beredning av kemotaxisanalysplattorna kräver stora mängder av experimentföreningen. Detta kommer att göra det svårt att genomföra storskaliga beteendesskärmar om en komplicerad reningsprocess med begränsade utbyten erfordras för erhållande av föreningen av intresse, som i fallet med askarosidsignalmolekylerna 10 . Dessutom är manuell räkning av maskar genom analysen mottaglig för fel och störningen av plattorna under räkningsprocessen kan påverka resultatet. Till skillnad från de två ovannämnda metoderna utnyttjar retentionsanalysen maskinsyn som minimerar fel under scoringprocessen och reducerar experimentens interferens under analysen<html> &gt; 11. Datoriserad analys av videoinspelningar av maskbeteende kan också potentiellt avslöja subtilt beteendynamik som missas när scoring endast utförs på några diskreta tidspunkter. I retentionsanalysen läggs två lösningsfläckar på motsatta sidor av en liten cirkulär bakteriell matplåster följt av placeringen av ett litet antal maskar i mitten av matplåstret. Ormarnas beteende registreras sedan videoinspelat, analyseras och ett preferensindexvärde beräknas baserat på det totala antalet maskpixlar i varje lösningsområde. Fastän närvaron av en attraktiv matplåster möjliggör mindre populationer av maskar att användas i varje analys har mat tidigare visat sig sensibilisera undvikande beteenden till lösliga repellanter 12 . Vidare uppvisar maskar ett fotofobiskt svar på kortvåglängdsljus och användningen av mikroskopljuskällor som avger vitt ljus i uppspelningsregistreringsuppställningen kan påverka beteendetS = &quot;xref&quot;&gt; 13. Syftet med metoden som diskuteras i denna artikel är att registrera och analysera C. elegans preferens för lösliga föreningar med användning av en populationbaserad analys. För detta ändamål integreras och förbättras den nuvarande metoden på aspekter från samtliga tre av de tidigare diskuterade metoderna. Det gör att stora populationer av maskar kan testas och kräver endast små mängder av den experimentella lösningen som ska användas i varje analys. Dessutom utförs analysen inom en specialbyggd sluten beteendekammare med infraröd LED-bakgrundsbelysning för att minimera effekterna av kortvåglängdsljus på beteende. Varje kammare kan också vara utrustad med flera mikroskopkameror, vilket ökar experimentell genomströmning utan att kompromissa med bänkutrymmet. Slutligen matar videoanalysprogrammen preferensindexvärdet för varje video samt en åtföljande maskbeläggningsplan för att visualisera befolkningsbeteendynamiken över tiden. Kammarinstallationen och aSsay-protokollet kan modifieras ytterligare för att studera multimodala beteendesvar, såsom effekten av luktmedel eller temperatur på kemosensoriska beteenden. Denna artikel beskriver konstruktionen av beteendekammaren och analysprotokollet. Det visar också nyttan av denna metod vid analys av svaret av vildtypsmaskar och kemosensoriska defekta mutanter till den kända lösliga repellanten, kopparjoner 4 . Slutligen är videoanalysprocessen som använder den medföljande mjukvaran detaljerad.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="840">
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Aluminum T-slotted framing extrusions</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">47065T101</td>
			<td style="width:359px;">Single profile, 1&#34; size, solid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brackets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T236</td>
			<td>1&#34; long for 1&#34; high single profile extrusions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Compact end-feed fasteners</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T139</td>
			<td>1&#34; (single), pack of 4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Twist-in solid panel holders</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T251</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic end caps</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T91</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Optically clear cast acrylic sheet</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">8560K211</td>
			<td>3/16&#34; thick, 12&#34; x 12&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vinyl-coated polyester fabric</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">88505K57</td>
			<td>0.027&#34; thick, 61&#34; width, black</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brass grommets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>9604K22</td>
			<td>Trade size 0, 0.545&#34; outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel washers</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90107A029</td>
			<td>1/4&#34; screw size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rounded head screws</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90272A546</td>
			<td>1/4&#34;-20 thread size, 1-1/2&#34; long</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Standard operating backlight</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td>8&#34;x8&#34;, infrared 850nm</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">IVP-C1 Variable Control Pot</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">T1 Power Supply</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Dino lite Pro AM4113T</td>
			<td style="width:147px;">Dino-Lite Digital Microscope</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">MS09B microscope stand</td>
			<td style="width:147px;">Dino-Lite Digital Microscope</td>
			<td>See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay

Den nematod, Caenorhabditis elegans &#39;kompakta nervsystemet av endast 302 neuroner ligger till grund för en mångsidig repertoar av beteenden. För att underlätta dissektionen av neurala kretsar som ligger bakom dessa beteenden är utvecklingen av robusta och reproducerbara beteendeanalyser nödvändigt. Tidigare C. elegans beteendestudier har använt variationer av ett &quot;dropptest&quot;, en &quot;kemotaxisanalys&quot; och en &quot;retentionsanalys&quot; för att undersöka responsen av C. elegans till lösliga föreningar. Metoden som beskrivs i denna artikel syftar till att kombinera de komplementära styrkorna hos de tre ovannämnda analyserna. I korthet är en liten cirkel i mitten av varje analysplatta uppdelad i fyra kvadranter med kontrollen och experimentella lösningar placeras växelvis. Efter tillsatsen av maskarna laddas analysplattorna i en beteendekammare där mikroskopkameror registrerar maskarnas möten med de behandlade områdena. Automatiserad videoanalys utförs sedan aNd ett preferensindex (PI) -värde för varje video genereras. Videoinsamlingen och automatiserade analysfunktioner i denna metod minimerar experimentets engagemang och eventuella associerade fel. Vidare används små mängder av experimentföreningen per analys och beteendekammarens multikamera-inställning ökar experimentell genomströmning. Denna metod är särskilt användbar för att utföra beteendesskärmar av genetiska mutanter och nya kemiska föreningar. Denna metod är emellertid inte lämplig för studier av stimulusgradientnavigering på grund av närhet av kontroll- och experimentella lösningsområdena. Det ska inte användas när endast en liten population av maskar är tillgänglig. Medan det är lämpligt att analysera svar endast på lösliga föreningar i sin nuvarande form, kan denna metod lätt modifieras för att rymma multimodal sensorisk interaktion och optogenetiska studier. Denna metod kan också anpassas för att analysera de kemosensoriska svaren hos andra nematodarter. </p&gt;

Figur 3A visar preferensindexindexvärdena erhållna för olika genotyp- och behandlingsparningar. Ett preferensindexvärde på 1 indikerar stark attraktion för lösningen placerad i experimentell ROI medan ett preferensindexvärde på -1 indikerar stark avstängning. Ett preferensindex på 0,02 erhölls när M13-buffertlösningen placerades i både kontroll- och experimentella ROI, vilket demonstrerade att det inte finns någon rumlig bias mot antingen ROI. N2-maskar undviker starkt kopparjonerna, vilket resulterar i ett preferensindex på -0,67, vilket bekräftar tidigare upptäckter att kopparjoner är en stark repellant ( Supplementary Movie 1 ) 4 . Osm-3- mutanter, som saknar korrekt bildning av de distala segmenten av sensoriska ciliärer, visade en signifikant minskad undvikande av kopparjoner (PI = -0,19) 15 . Ocr-2 mutanter, vilka är de<html> Fektiv i många ASH-medierade nociceptiva svar, inklusive kopparundvikande, uppvisar också signifikant minskad undvikande och till och med viss mild attraktion för kopparjoner (PI = 0,19) ( Supplementary Movie 2 ) 16 . Figur 3B visar representativa maskbeläggningsplaner, vilka indikerar maskintätheten i kontrollen jämfört med de experimentella ROI-värdena över tiden i varje video. Ju mörkare färgen på diagramområdet, desto större antal maskpixlar i avkastningen. Beläggningsplanen för N2-maskar behandlade med M13-buffertkontrollen visar att antalet maskar i båda avkastningarna förblir likartade genom analysen. Emellertid visar beläggningsplanen för N2-maskar behandlade med kopparjoner att maskarna starkt och konsekvent undviker det experimentella ROI genom analysen. Gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; Figur 1: Bild och schematisk representation av beteendekammardesign. ( A ) Framifrån av uppställningskammarens inställning (vänster) och motsvarande schematisk representation av kammarramen (höger). Opaka polyesterplåtar täcker kammaren på alla ansikten, undre bottenytan, vilket möjliggör ljus genom den infraröda bakgrundsbelysningspanelen. Nummerna 1, 2 och 3 motsvarar strängsprutningsskikten i (B). ( B ) Schematisk överifrån av extruderingsskikten innefattande beteendekammarramen. Detta inkluderar toppskiktet (1), det mellersta kamerafästmonteringsskiktet (2) och bottenskiktskiktet (3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.</a> <img alt="Figur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; Figur 2: Lösningar-placering och Plate-alignment Mallar. ( A ) Lösningsmedelsmallen har fyra kvadranter och nummerjusteringsmarkörer. Kontrolllösningen placeras i övre vänstra och nedre höger kvadranten medan experimentell lösning placeras i övre högra och nedre vänstra kvadranter. ( B ) Plattjusteringsmallen har endast nummerjusteringsmarkörer för att minimera ocklusion av maskarna i synfältet under videoinspelning och analys. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.</a> <img alt="Figur 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> Figur 3: Exempel data samlad med hjälp av denna analys. ( A ) Preference Index (PI) värden för vildtyp N2 och mutant C. elegans </e<html> m&gt; som svar på M13-buffert och 10 mM CuCl2. N2-maskar visade ingen preferens mellan kontroll och experimentella ROI när M13-kontrolllösningen placerades i båda ROI men undviker kraftigt experimentell ROI när kopparjoner placerades i den (PI = 0,02 respektive -0,67). Osm-3 (p802) -mutanter och ocr-2 (ak47) -mutanter visade signifikant minskad undvikande av kopparjoner jämfört med N2 (PI = -0,1 respektive 0,2). N = 6 analyser för varje genotypbehandlingsparning,&gt; 360 maskar per analys, felstavlar indikerar ± 1 SEM, *** p &lt;0,001, envägs ANOVA följt av post-hoc Tukey Honestly Significant Difference (HSD) test. ( B ) Representativa maskbesättningar för N2-maskar med M13-buffert i både ROI (topp) och N2-maskar med M13-buffert i kontroll ROI och kopparjoner i experimentell ROI (botten). Färgskalan under varje beläggningsplot representerar antalet maskpixlar.Pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur. Kompletterande film 1: Behavioral respons av N2-maskar till 10 mM kopparklorid. Ormar lockas till kontrollkvadranterna med M13-bufferten (övre vänstra och nedre höger), men undviker starkt kvadranterna som innehåller kopparjoner upplösta i M13-bufferten (övre högra och nedre vänster). Videoen spelades in med 1 bild per sekund och sped upp 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">Vänligen klicka här för att ladda ner den här filen.</a> Kompletterande film 2: Beteenderespons av ocr-2 (ak47) maskar till 10 mM kopparklorid. Ormar strömmar i ungefär lika stor utsträckning i båda kontrollkvadranterna med M13-bufferten (övre vänster och nedre höger) och kvadrantenS innehållande kopparjoner upplöst i M13-buffert (övre högra och nedre vänster) under hela inspelningsperioden. Mutanterna uppvisar en liten preferens för kvadranterna innehållande kopparjoner vid början av inspelningen. Videoen spelades in med 1 bild per sekund och sped upp 15x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">Vänligen klicka här för att ladda ner den här filen.</a> Kompletterande fil: Lösning-placering och Plate-alignment Mallar. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">Vänligen klicka här för att ladda ner den här filen.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay at JoVE.com

Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

Vi presenterar en uppspelningsuppställning och ett protokoll som möjliggör automatisk analys av nematoden, Caenorhabditis elegans &#39;preferens för lösliga föreningar i en populationbaserad analys. I denna artikel beskrivs konstruktionen av en beteendeskammare, beteendeanalysprotokollet och användningen av videoanalysprogram.

Automated Analysis of a Nematode Population-Based Chemosensory Preference Assay

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Mätning av Fronto-limbiska aktivitet Använda en Emotional Oddball uppgift hos barn med Familial hög risk för schizofreni

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Fett Preferens: A Novel Modell av ätbeteende i råttor

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Experimentell Bedömning av mus Sällskaplighet hjälp av en automatiserad bildbehandling Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Assessment of Cocaine-induced Behavioral Sensitization and Conditioned Place Preference in Mice

Bedömning av kokain-inducerad Behavioral sensibilisering och miljöbetingad preferens hos möss

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

Protokoll för datainsamling och analys Applied till Automated Ansiktsuttryck analysteknik och Temporal Analys för sensorisk utvärdering

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

Automatisk snabb iterativ negativa Geotaxis test för analysera vuxen klättring beteende i Drosophila modell för Neurodegeneration

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. ...

Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

Återinförande av drogsökande i möss med betingad plats preferens Paradigm

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Automatiserad, långsiktiga beteendevetenskaplig analys för kognitiva funktioner i flera genetiska modeller av Alzheimers sjukdom, använda IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

En betingad plats preferens protokoll för mätning av inkubering av begäret hos råttor

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-Print analys av kontrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): en låg kostnad, Open-Access automatiserad gånganalys system för bedömning av motoriska underskott

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...